СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

На цинковом аноде происходит только растворение цинка: Zn – 2е → Zn 2+ ,
0
так как потенциал выделения кислорода E O 2 / OH
− = +0,814 В больше.
На графитовом аноде будет выделяться кислород, так как ионы SO -2 4 в
этих условиях не окисляются Н 2 О – 2е → ½О 2 + 2Н + .
Таким образом, в электролизере с цинковым анодом на катоде
осаждается цинк и выделяется водород, а на аноде растворяется цинк. В
электролизере с графитовым анодом на катоде осаждается цинк и
выделяется водород, а на аноде выделяется кислород.
По закону Фарадея при пропускании 26,8 А⋅ч электричества (1 F) на
электродах испытывает превращение 1 моль эквивалентов вещества. Так
как выход цинка на катоде 50 %, то на нем выделится 0,5 моля
эквивалентов цинка и количество цинка в электролите уменьшится также
на 0,5 моля эквивалентов.
На цинковом аноде при 100%-м выходе по току растворяется 1 моль
эквивалентов цинка, а осаждается 0,5 моля, следовательно, в растворе
количество цинка увеличилось на 0,5 моля эквивалентов.
Пример 4. Вычислите стандартную ЭДС поляризации при электролизе
водного раствора NaCl с платиновым анодом.
Решение. Электродные процессы описываются уравнениями:
на катоде: 2Н 2 О + 2е → Н 2 + 2ОН - Е 0 = –0,83 В;
на аноде: 2С1 - – 2е → С1 2 Е 0 = + 1,36 В.
ЭДС поляризации направлена противоположно ЭДС гальванического
элемента:
(–) Н 2 , 2ОН - ⎪ 2Н 2 О || 2С1 - ⎪ С1 2 (+).
Е поляр. = Е А - Е К ,
где Е А и Е К – потенциалы анода и катода.
Следовательно, Е поляр. = 1,36 – (–0,83) = 2,19 В.
Пример 5. Рассчитайте теоретический потенциал разложения водного
раствора NiSO 4 при электролизе на платиновых электродах.
Решение. Чтобы электролиз шел непрерывно, необходимо к электродам
приложить разность потенциалов, превышающую ЭДС поляризации.
Теоретический потенциал разложения электролита равен ЭДС
поляризации, его вычисляют по разности потенциалов анода и катода:
Е разл. = Е А – Е К .
на аноде: Н 2 О – 2е → 1/2О 2 + 2Н + Е 0 = 1,23 В;
на катоде: Ni 2+ + 2е → Ni Е 0 = –0,25 В.
Теоретический потенциал разложения NiSO 4 равен
Е разл. = 1,23 – ( –0,25) = 1,479 В.
Пример 6. Рассчитайте толщину никелевого покрытия на изделии и
изменение толщины никелевого анода при электрохимическом
98